航空器动态滑行路径优化

摘要

为减少航空器滑行时间，提高机场场面的使用效率，本文建立了航空器动态滑行混合整数线性规划模型。该模型以运行总成本最小为目标，以滑行安全间隔和冲突避免等为约束条件，模型本质是动态旅行商问题，为此，基于广州白云国际机场（简称白云机场）场面构型数据和33架次起降航班数据开展了计算试验。为了便于研究，本文先对物理场面进行了图论化处理，将交点、端点、分段点作为点，跑道、滑行道分段作为边，建立了图论模型，并根据进（离）港情况建立有向图，以保证航空器滑向停机位（跑道）；在处理穿越跑道上，采用了特殊点设计，使其避免与起飞航班发生冲突；为了采用Cplex优化器求解，模型对非线性化约束进行了线性化处理；为了验证模型的正确性，先开展了不考虑冲突的计算试验，证明其能够找到最短路径，然后附上使用时间标识，即时间窗，进行避免冲突的动态优化路径计算。结果表明，航空器动态滑行混合整数线性规划模型能有效获得动态起降滑行优化路径，在白云机场采用东西侧分开运作，即跑道指派“就近模式”下，可用于航空器滑行优化调度。

关键词

动态路径优化 / 机场场面滑行优化 / 冲突避免 / 路径规划 / 动态旅行商问题